基于网络流的避洪转移模型

洪灾发生时的避洪转移问题是应急系统的重要组成部分之一,合理的避洪转移方案可有效降低洪灾造成的社会经济损失,减少人员伤亡。以此为背景,针对洪水灾害发生时避洪转移路径寻优问题,提出了一种综合考虑道路等级、安置容量约束、避洪转移人口单元及转移过程中道路拥堵等因素的网络流避洪转移模型。同时以荆江分洪区为研究对象,验证了模型的有效性。将模型计算结果与现有的避险预案对比,结果表明,模型规划的避险方案减少了原预案方案的转移耗时,缩短了转移路径距离,缓解了路段人流量。提出的避洪转移网络流模型具有良好的适用性,该模型同样适用于其他洪灾区。     

国内外应急避难场所现状

21世纪的今天,地震、洪涝、核事故等突发重大灾害性事件不断威胁着人类的生命和财产安全,我们人类需要通过自己的努力,尽量避免这些灾害。从汶川大地震后紧急疏散转移群众的情况来看,在大城市组织数百万居民紧急疏散到几十公里外的乡镇,存在较大困难。我们需要一些在市内、城市周边和近郊可以应对这些突发灾害的临时安置场所——应急避难场所。应急避难场所是政府应对突发重大灾害时临时安置和疏散人员的场所,是在灾害发生的一段时期内,供居民紧急避难避险,具备一定防护功能的临时安置场所。     

2012年:我国遭遇特大洪水

近来各地持续暴雨,横扫多个省份,令数千万人受灾、百万公顷农田被淹没,无数房屋损毁,数千人无家可归。国家减灾委、民政部对"2012特大洪水"紧急启动救灾应急响应。以下为国家减灾委公布的灾情信息:内蒙古2012年6月20日以来的风雹、洪涝灾害已造成巴彦淖尔市、锡林郭勒盟等9盟(市)34旗(县、区)50万人受灾,因灾死亡19人,紧急转移安置和需紧急生活救助21.1万人,倒塌和严重损坏房屋2300间,损坏房屋3700间,农作物受灾面积     

一种面向灾害应急的UAV影像快速拼接方法

洪涝、地震等自然灾害发生突然,特别是对城郊设防水平较低地区,短时间内能造成巨大的损失.及时、准确、快速地获得足够的灾情信息是减灾救灾的前提;依靠无人机采集的灾区遥感影像越来越成为减灾部门提取第一手灾情信息的首选数据源.结合无人机影像特点,优化利用影像局部不变特征进行特征匹配,通过RANSAC算子剔除匹配粗差,并用变换优化法求取最佳变换模型参数,然后采用基于动态规划的最佳拼接缝搜索策略和加权平均相结合的融合策略,在保证灾害应急精度要求的前提下,很好地消除了拼接缝和“融合鬼影”现象,为城郊区应急情况下的灾情信息获取提供了新的技术手段和支持.     

基于NPP-VIIRS夜光遥感的洪水灾损评估及可视化

洪水灾害是世界上发生最频繁、危害最严重的自然灾害之一,快速准确获取洪水受影响区域是洪水灾损评估的重要信息,可为政府制定应急救援决策提供重要的数据支持。针对传统洪水评估方法存在的时效性差、工作量大和费时费力等不足,本研究以广西“西江2020年第1号洪水”灾情为案例,首先对NPP-VIIRS DNB夜光遥感数据进行统计量法辐射归一化处理;其次构建市级、县级尺度的人口评估模型进行模型适宜性和尺度适宜性分析,基于多项式最优模型反演受灾人口数量并进行对比验证;再其次基于洪水发生前后夜光亮度变化提取识别灾后受灾影响变化区域,并监测灾后恢复进程;最后构建灾情可视化管理系统,可实现灾情信息实时共享。研究结果可得反演受灾人口的准确率为79.4%,与新闻报道具有一致性,表明基于NPP-VIIRS夜光遥感数据评估洪水受影响区域及受灾人口的准确性较高,具有可行性;同时基于WebGIS将灯光密度、灾情统计、多媒体数据进行集成开发,实现灾情动态信息在线可视化展示,可为政府及公众及时掌握灾情进而有效制定应急救援措施提供重要的数据支持。     

基于遥感数据的区域洪涝风险评估改进模型

灾害风险评估是最简单有效的防灾减灾措施之一。以松花江流域为研究区域,提出了一种基于遥感实时监测数据和历史洪涝灾害数据的洪涝风险评估改进模型。选取中国气象科学数据共享服务网的降雨数据、NASA的SRTM90mDEM地形数据、河网数据以及对2007年全国统计年鉴进行空间化所得的人口和GDP数据作为因子,应用层次分析法计算了各因子的权重,基于洪涝灾害形成机制计算了初始的松花江洪涝风险指数。在此基础上,获取历史洪涝灾情频次数据和HJ-1实时遥感影像提取的水体淹没范围数据,利用地图代数法来对初始的风险指数进行改进。考虑历史洪涝风险的规律性和风险评测时的具体水体范围信息,使得所得结果能够反映松花江流域洪涝灾害的综合风险,具有一定的现势性,为防灾减灾提供了依据。     

潖江蓄滞洪区洪灾风险分析及避难转移安置研究

以潖江蓄滞洪区洪灾避难转移安置为研究对象,利用Mike21技术,建立潖江蓄滞洪区洪水演进数值模型,模拟北江遭遇300年一遇洪水时,在潖江口泄洪,潖江蓄滞洪区内洪水演进,分析潖江蓄滞洪区洪灾风险.通过实地调查,结合历史洪水情况,利用潖江蓄滞洪区DEM数据、Google地图及最快避难转移安置时间分析法,详细设计了潖江蓄滞洪区内各行政村落遭遇洪灾时避难转移与人员安置,为潖江蓄滞洪区启用预案科学编制及防洪减灾提供科学依据.     

基于溃坝洪水模型的山区堰塞湖避难场所选址

针对山区堰塞湖地理条件复杂多变,溃坝时间、范围不确定且可用于避难的场所不足的问题,本文基于溃坝洪水演进模拟结果提出一种适用于山区堰塞湖的避难场所选址方法。该方法结合堰塞湖区域地理条件,利用层次分析法对避难场所选址因子灵活分配权重值,根据经验理论确定评分标准;权重值和评分标准确定后,基于溃坝洪水演进模拟程序获取的淹没数据以及区域数据构建堰塞湖区域避难场所选址模型并计算得出选址结果;最后结合溃坝洪水演进模拟结果动态分析避难场所的最大利用时长。选择肖家桥堰塞湖为案例区域开展试验分析,试验表明本文的选址方法能灵活解决山区堰塞湖环境差异性大的问题并最大化地利用临时避难场所,为堰塞湖区域制定应急处置预案提供科学依据。     

基于GeoJSON的突发性大气污染模拟灾情移动可视化方法

运用移动设备和系统展示灾情信息,在突发性大气污染事故移动应急中发挥着越来越重要的作用。大气污染事故模拟灾情,如污染浓度、伤亡概率,这些数据都以文本信息存储,很难在移动端进行可视化。Geo JSON是一种用于简单地理特征集合编码的开放格式,可为移动数据可视化提供一种解决方案。论文在对Geo JSON进行分析的基础上,给出了基于Geo JSON的大气污染灾情表达格式,设计了基于Geo JSON的突发性大气污染模拟灾情的可视化流程和方法。最后,实现了移动端的大气污染灾情的可视化,并对可视化效率进行了测试分析。     

基于强化学习布谷鸟搜索算法的应急无人机路径规划

无人机可以在灾后救援中分析灾情,搜寻人员,提高救援的效率。为保证无人机在受灾区域的飞行安全,建立了较为全面的路径模型并提出了高效的求解算法：考虑路径长度、风险成本、高度成本和平滑程度四个指标,建立应急无人机路径规划模型;提出一种基于强化学习的布谷鸟搜索算法对模型求解。实验结果表明：提出的模型和算法能够更加有效地解决应急场景下的无人机路径规划问题,提升无人机在受灾区域飞行的安全性,为应急管理决策者规划出高质量的无人机救援路线。     

基于WEBGIS的地震空间减灾信息化平台建设研究

地震已成为威胁人类生命、财产和社会经济发展最严重的自然灾害之一。针对当前地震应急减灾系统灾害信息获取时效性差、自动化和定量化程度低及信息集成共享等方面的不足,通过收集、整理地震灾害时空信息,结合灾区基础地理、多源遥感卫星影像及动态灾情信息,利用面向对象及主题的数据模型设计在线的地震应急减灾时空一体化数据库;提出了构建基于WEBGIS和空间技术的地震减灾信息化平台的总体设计架构、技术体系及功能模块;开发了平台原型系统,初步形成了地震灾害动态监测、灾害评估、灾情信息实时共享以及应急减灾辅助决策的一体化产品,为提高我国地震灾害应急减灾水平提供了借鉴作用。     

北江大堤洪水风险图信息管理系统中仿真模型的开发研究

“北江大堤洪水风险信息管理系统”中洪水仿真模型的研究, 是根据北江大堤可能出现的溃堤风险,模拟了北江大堤溃决后保护区内洪水的演进过程,模型的计算结果提供的淹没水深、淹没范围、淹没历时以及流速等洪水风险信息, 为北江大堤洪水风险图的绘制提供了依据     

基于ArcObjects的洪灾淹没模拟与避难决策系统设计与实现

利用GIS组件ArcObjects开发了洪灾淹没模拟与避难决策系统,介绍了系统的需求分析、数据来源、数据处理、系统结构及系统功能的实现。对系统涉及到的利用矢量模型与栅格模型的优点以及复杂性最短路径分析,提出了解决方法。在此基础上,系统考虑了小尺度上的灾情时空变化情况、灾民避难能力的强弱、道路的可行性等,体现了洪灾动态模拟、避难决策、损失统计的详细性、真实性;基于B/S体系结构,实现了基础数据的共享。     

基于GIS和OREMS的洪灾避难系统

面对突发的灾害,人类采取避难转移的方式来减少生命和财产的损失。大范围的人口转移是一个十分复杂的过程,必须有合理的计划和有效地利用现有的交通设施。提出了基于GIS和OREMS的洪灾避难系统来模拟洪灾的避难转移过程。根据洪灾危险区的统计资料,应用基于GIS的风暴潮洪灾风险系统分析洪灾淹没范围、避难区域的人口分布、路网结构,使用OREMS避难交通模型模拟避难过程。以长兴岛为例进行洪灾避难交通模拟,得到避难耗费时间,路网拥堵路段,并且在分析模拟结果的基础上对避难计划进行优化。     

洪涝过程模拟及三维实景展示方法研究

针对变化环境下洪涝灾害频发以及洪涝模拟结果二维展示的自身局限性等问题,将高分辨率数值模型与三维可视化技术耦合,以陕西沣西新城、英国莫帕斯镇洪涝灾害过程为例,采用基于GPU加速技术的高分辨数值模型对城镇及江河洪涝灾害过程进行数值模拟,以较为准确获取洪灾淹没时间、淹没面积等信息;后处理展示方面实现数值模型与Unity 3D平台耦合,对洪涝过程模拟结果进行三维可视化展示,实现场景漫游等功能;应用快门式3D技术进行三维浏览,初步实现基于3D立体成像的洪水模拟展示。结果表明,计算结果与实测数据吻合度较高,积水面积平均相对误差分别为6.235%,1.505%,并真正实现了三维环境下的水灾害过程信息交互展示。可作为一种有效的协同平台来增强相关人员之间的沟通与协作,为决策人员提供准确有效的科学依据,在水利领域具有较好应用前景。     

城市洪水风险图编制研究——以福州为例

洪水风险图是标识区域洪涝成因、量级、特性、危及对象及应急对策等风险信息分布特征的一系列图的总称,当前已成为国内外城市防洪减灾工作中重要的非工程类措施之一。针对我国对洪水风险图的多元化需求,从不同服务目的出发对洪水风险图编制工作进行研究。提出了洪水风险图分层编制技术,将洪水风险图划分为实际洪水淹没图、洪水风险预测图和水灾风险评价信息等3个层次,并根据分层设计原则对编制不同类型洪水风险图所需的既往洪水信息、洪水风险预测信息、水灾风险评价信息做了详细论述。提出将洪涝仿真模拟技术应用于城市洪水风险图编制工作之中,针对洪水风险图的应用目的合理选定计算模型的初始条件、边界条件与运行控制方式等,经模拟计算获取编制洪水风险图所需的洪水风险信息。     

气候变暖背景下西南四省市暴雨洪涝灾害风险变化

为了对西南地区气候变暖前后四省市相对灾情指数变化、暴雨洪涝相对灾情概率分布和暴雨洪涝灾害致灾因子危险性风险进行评价,采用西南地区四省市83个气象站点的逐日降水和气温资料、以及灾情数据等,首先利用突变检验确定气候变化突变年,然后借助灰色关联法、信息分配法以及熵权法等进行分析.结果表明:西南地区四省市年平均气温于1998年...     

洪水：挡不住的气象灾害——2012年：我国遭遇特大洪水

国家减灾委、民政部对“2012特大洪水”紧急启动救灾应急响应。以下为国家减灾委公布的灾情信息： 内蒙古2012年6月20日以来的风雹、洪涝灾害已造成巴彦淖尔市、锡林郭勒盟等9盟（市）34旗（县、区）50万人受灾,因灾死广19人,紧急转移安置和需紧急生活救助21．1万人,倒塌和严重损坏房屋2300间,损坏房屋3700间,农作物受灾面积194．5千公顷,其中绝收18．6千公顷。     

基于机器学习方法的上海市暴雨内涝灾情预测模型研究

本文基于区域灾害系统理论,综合考虑致灾因子、暴露度和脆弱性,提出了一套暴雨内涝灾情预测指标体系;在此基础上利用上海市应急联动中心110接报暴雨内涝灾情数据,构建了暴雨内涝灾情预测BP模型(Back Propagation Model)和XGBoost模型(Extreme Gradient Boosting Model),并对比分析了预测模型效果,实现对上海市暴雨过程内涝灾情数量预测;最后对内涝灾情影响等级进行阈值划分,以期为暴雨内涝影响预报与风险预警业务、服务及灾害管理提供技术支撑。结果表明:1)综合考虑致灾因子、暴露度、脆弱性指标且不经主成分分析降维的指标组合作为暴雨内涝灾情预测指标体系时,BP模型和XGBoost模型的预测精度最优;2)全量样本XGBoost模型总体表现最优,暴雨内涝灾情的右偏分布和内涝灾情的异常高值均对XGBoost模型预测误差有不同程度的贡献;3)综合评价法在历史灾情百分位法和模拟灾情百分位法基础上,结合多年业务实践经验和用户对于110灾情的处置承受力对暴雨内涝灾情进行阈值划分,在实际应用中具有一定参考意义。     

我国典型区因旱饮水困难人口快速评估模型研究

估算因旱饮水困难人口是我国政府实施旱灾救助物资、资金发放的重要基础性工作。目前我国因旱饮水困难人口的判断主要依据地方民政部门灾情数据的上报,还未有对该数据的质量控制和快速评估系统。因此,准确地预测并评估因旱饮水困难人口的发生发展,并采取适当的风险防范措施就显得十分重要。在收集并处理全国基础地理信息、气象、社会经济、旱灾灾情等数据的基础上,将全国划分为7个典型区,利用2009-2012年典型历史旱灾案例灾情数据为样本,基于BP人工神经网络构建因旱饮水困难人口快速评估模型,以地形高程、月均降水量、水系密度、年末总人口、路网密度和GDP为网络输入,以因旱饮水困难人口数量为网络输出,确定收敛误差0.01,经试算不断优化模型参数,得到东北、华北、华东、华中、华南、西南、西北7个典型区的模拟值与实际值的线性拟合结果:华东、华南、华中地区的模型精度较高,R2分别达到0.94、0.83、0.81;东北、西北、华北地区的模型精度居中,R2分别达到0.79、0.71、0.70;模型精度最低的是西南地区,R2为0.46。结果表明该模型操作简便,精度较高,实现了我国基于区域差异的旱灾主要灾情指标的快速评估,能够为典型区因旱饮水困难人口的快速评估和灾情的核查提供科学依据。